واط

واط
مصدر طاقة بقوة 420 واط
معلومات عامة
نظام الوحدة	سي
وحدة من	قوة
رمز	و
سميت على اسم	جيمس وات
التحويلات
1 وات في ...	... يساوي ...
وحدات النظام الدولي للوحدات الأساسية	1 كجم ⋅ م 2 ⋅ ثانية −3
وحدات CGS	10 7  إرج ⋅ ثانية −1
وحدات الهندسة الانجليزية	0.7375621 قدم⋅رطل/ثانية = 0.001341022 حصان

مقالات عن
الكهرومغناطيسية
كهرباء المغناطيسية بصريات تاريخ حسابي الكتب المدرسية الظواهر
الكهرباء الساكنة كثافة الشحنة موصل قانون كولومب إلكتريت الشحنة الكهربائية ثنائي القطب الكهربائي المجال الكهربائي التدفق الكهربائي الإمكانات الكهربائية التفريغ الكهروستاتيكي Electrostatic induction Gauss law Insulator Permittivity Polarization Potential energy Static electricity Triboelectricity
Magnetostatics Ampère law Biot–Savart law Gauss magnetic law Magnetic dipole Magnetic field Magnetic flux Magnetic scalar potential Magnetic vector potential Magnetization Permeability Right-hand rule
Electrodynamics Bremsstrahlung Cyclotron radiation Displacement current Eddy current Electromagnetic field Electromagnetic induction Electromagnetic pulse Electromagnetic radiation Faraday law Jefimenko equations Larmor formula Lenz law Liénard–Wiechert potential London equations Lorentz force Maxwell equations Maxwell tensor Poynting vector Synchrotron radiation
Electrical network Alternating current Capacitance Current density Direct current Electric current Electric power Electrolysis Electromotive force Impedance Inductance Joule heating Kirchhoff laws Network analysis Ohm law Parallel circuit Resistance Resonant cavities Series circuit Voltage Watt Waveguides
Magnetic circuit AC motor DC motor Electric machine Electric motor Gyrator–capacitor Induction motor Linear motor Magnetomotive force Permeance Reluctance (complex) Reluctance (real) Rotor Stator Transformer
Covariant formulation Electromagnetic tensor Electromagnetism and special relativity Four-current Four-potential Mathematical descriptions Maxwell equations in curved spacetime Relativistic electromagnetism Stress–energy tensor
Scientists Ampère Biot Coulomb Davy Einstein Faraday Fizeau Gauss Heaviside Helmholtz Henry Hertz Hopkinson Jefimenko Joule Kelvin Kirchhoff Larmor Lenz Liénard Lorentz Maxwell Neumann Ohm Ørsted Poisson Poynting Ritchie Savart Singer Steinmetz Tesla Thomson Volta Weber Wiechert
v t e

الواط (الرمز: W ) هو وحدة القدرة أو التدفق الإشعاعي في النظام الدولي للوحدات (SI)، ويساوي 1 جول في الثانية أو 1 كجم⋅م2⋅ثانية ^{−3 .} [ ^{1] [2] [3]} ويستخدم لقياس معدل نقل الطاقة. سُمي الواط تكريمًا لجيمس وات (1736-1819)، وهو مخترع اسكتلندي من القرن الثامن عشر ومهندس ميكانيكي وكيميائي قام بتحسين محرك نيوكومن بمحركه البخاري الخاص في عام 1776. كان اختراع وات أساسيًا للثورة الصناعية .

عندما يتم تثبيت سرعة جسم ما عند متر واحد في الثانية ضد قوة مضادة ثابتة مقدارها نيوتن واحد ، فإن المعدل الذي يتم به العمل هو واط واحد.$${\displaystyle \mathrm {1~W=1~J{/}s=1~N{\cdot }m{/}s=1~kg{\cdot }m^{2}{\cdot }s^{-3}} .}$$

من حيث الكهرومغناطيسية ، فإن الواط الواحد هو المعدل الذي يتم به تنفيذ العمل الكهربائي عندما يتدفق تيار مقداره أمبير واحد (A) عبر فرق الجهد الكهربائي بمقدار فولت واحد (V)، مما يعني أن الواط يعادل الفولت أمبير (الوحدة الأخيرة، مع ذلك، تستخدم لكمية مختلفة عن القدرة الحقيقية للدائرة الكهربائية). $${\displaystyle \mathrm {1~W=1~V{\cdot }A} .}$$

يمكن إيجاد تحويلين إضافيين لوحدات الواط باستخدام المعادلة أعلاه وقانون أوم . حيث أوم ( ) هي وحدة المقاومة الكهربائية المشتقة من النظام الدولي للوحدات . $${\displaystyle \mathrm {1~W=1~V^{2}/\Omega =1~A^{2}{\cdot }\Omega } ,}$$${\displaystyle \Omega }$

• الشخص الذي كتلته 100 كجم ويصعد سلمًا بارتفاع 3 أمتار في 5 ثوانٍ يبذل عملًا بمعدل حوالي 600 واط. الكتلة مضروبة في تسارع الجاذبية مضروبة في الارتفاع مقسومًا على الوقت المستغرق لرفع الجسم إلى الارتفاع المحدد يعطي معدل بذل العمل أو القدرة . ^[i]
• يمكن للعامل على مدار يوم عمل مكون من ثماني ساعات أن يحافظ على متوسط ​​إنتاج يبلغ حوالي 75 واط؛ ويمكن تحقيق مستويات طاقة أعلى لفترات قصيرة ومن قبل الرياضيين. ^[4]

سُميت الواط نسبةً إلى المخترع الاسكتلندي جيمس وات . ^[5] اقترح سي. ويليام سيمنز اسم الوحدة في أغسطس 1882 في خطابه الرئاسي أمام المؤتمر الثاني والخمسين للجمعية البريطانية لتقدم العلوم . ^[6] ولاحظ سيمنز أن الوحدات في النظام العملي للوحدات سُميت على اسم علماء فيزياء رائدين، واقترح أن الواط قد يكون اسمًا مناسبًا لوحدة القدرة. ^[7] عرّف سيمنز الوحدة ضمن النظام الحالي للوحدات العملية على أنها "القدرة التي ينقلها تيار أمبير من خلال فرق جهد فولت". ^[8]

في أكتوبر 1908، في المؤتمر الدولي للوحدات والمعايير الكهربائية في لندن، ^[9] تم وضع ما يسمى بالتعريفات الدولية للوحدات الكهربائية العملية. ^[10] تم اعتماد تعريف سيمنز باعتباره الواط الدولي . (يستخدم أيضًا: 1 ​​A ² × 1 Ω.) ^[5] تم تعريف الواط على أنه يساوي 10 ⁷ وحدات من الطاقة في النظام العملي للوحدات. ^[10] كانت " الوحدات الدولية" مهيمنة من عام 1909 حتى عام 1948. بعد المؤتمر العام التاسع للأوزان والمقاييس في عام 1948، أعيد تعريف الواط الدولي من وحدات عملية إلى وحدات مطلقة (أي باستخدام الطول والكتلة والوقت فقط). وبشكل ملموس، يعني هذا أن 1 واط تم تعريفه على أنه كمية الطاقة المنقولة في وحدة زمنية، وهي 1 J / s. في هذا التعريف الجديد، 1 واط مطلق = 1.00019 واط دولي . من المرجح أن النصوص المكتوبة قبل عام 1948 تستخدم الواط الدولي ، مما يعني الحذر عند مقارنة القيم العددية من هذه الفترة بالواط بعد عام 1948. ^[5] في عام 1960، تبنى المؤتمر العام الحادي عشر للأوزان والمقاييس الواط المطلق في النظام الدولي للوحدات (SI) كوحدة للقوة. ^[11]

مضاعفات النظام الدولي للوحدات للواط (W)

مضاعفات جزئية			مضاعفات
قيمة	رمز النظام الدولي للوحدات	اسم	قيمة	رمز النظام الدولي للوحدات	اسم
10 −1  واط	دي دبليو	ديسي واط	10 1  وات	برنامج العمل الرقمي	ديكاواط
10 −2  واط	سي دبليو	سنتي وات	10 2  وات	الأجهزة المنزلية	هكتاوات
10 −3  واط	ميغاواط	ملي واط	10 3  وات	كيلوواط	كيلووات
10 −6  واط	ميكروواط	ميكروواط	10 6  وات	م و	ميغاواط
10 −9  واط	ن و	نانو واط	10 9  واط	جورج دبليو	جيجاوات
10 −12  واط	ص.و	بيكو وات	10 12  واط	TW	تيراواط
10 −15  واط	ف ف	فيمتو وات	10 15  واط	كلمة المرور	بيتا واط
10 −18  واط	أ.و	أتوات	10 18  واط	إي دبليو	إكساوات
10 −21  واط	ز.و	زبتوات	10 21  واط	ز.و.	زيتاوات
10 −24  واط	نعم	يوكتوات	10 24  واط	شابة	يوتاوات
10 −27  واط	ر.و	رونتوات	10 27  واط	ر.و	روناوات
10 −30  واط	كيو دبليو	كويكتو وات	10 30  واط	كيو دبليو	كويتاوات
المضاعفات المشتركة مكتوبة بخط غامق

أتوات

تبلغ شدة الصوت في الماء المقابلة لضغط الصوت المرجعي القياسي الدولي 1  μPa حوالي 0.65 aW/m ^{2. [12]}

فيمتو وات

توجد عادةً القوى المقاسة بالفيمتوات في المراجع الخاصة بأجهزة الاستقبال الراديوية والرادارية . على سبيل المثال، تتطلب أرقام أداء موالف FM ذات المغزى فيما يتعلق بالحساسية والتهدئة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء تحديد طاقة التردد اللاسلكي المطبقة على مدخل الهوائي. غالبًا ما يتم تحديد مستويات الإدخال هذه بالديسيبل ( ديسيبل مرجعية إلى 1 فيمتوات). وهذا يعادل 0.2739 ميكروفولت عبر حمل 75 أوم أو 0.5477 ميكروفولت عبر حمل 300 أوم؛ وتأخذ المواصفات في الاعتبار معاوقة مدخل التردد اللاسلكي للموالف.

بيكو وات

تُستخدم القوى المقاسة بالبيكو وات عادةً في الإشارة إلى أجهزة الاستقبال الراديوية والرادارية والصوتيات وفي علم الفلك الراديوي . البيكو وات هو القيمة المرجعية القياسية الدولية لقوة الصوت عندما يتم التعبير عن هذه الكمية بالديسيبل. ^[13]

نانو وات

تُستخدم أيضًا القدرة المقاسة بالنانو واط عادةً في الإشارة إلى أجهزة استقبال الراديو والرادار.

ميكروواط

تُقاس القوى المقاسة بالميكروواط عادةً في أنظمة الأجهزة الطبية مثل مخطط كهربية الدماغ (EEG) ومخطط كهربية القلب (ECG)، وفي مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأجهزة العلمية والهندسية، وأيضًا في إشارة إلى أجهزة الاستقبال الراديوية والرادارية. تُقاس الخلايا الشمسية المدمجة للأجهزة مثل الآلات الحاسبة والساعات عادةً بالميكروواط . [ 14 ^]

ميلي واط

يصدر مؤشر الليزر النموذجي حوالي خمسة ملي واط من طاقة الضوء، بينما تستخدم المعينة السمعية النموذجية أقل من ملي واط واحد. ^{[15] غالبًا ما يتم قياس} الإشارات الصوتية ومستويات الإشارة الإلكترونية الأخرى بوحدة ديسيبل ميلي واط ، والتي ترجع إلى ملي واط واحد.

كيلووات

يستخدم الكيلو وات عادة للتعبير عن قدرة خرج المحركات وقوة المحركات الكهربائية والأدوات والآلات والسخانات. كما أنها وحدة شائعة الاستخدام للتعبير عن القدرة الكهرومغناطيسية الخارجة من أجهزة البث الإذاعي والتلفزيوني .

يعادل الكيلو وات الواحد تقريبًا 1.34 حصانًا . ويمكن لسخان كهربائي صغير مزود بعنصر تسخين واحد أن يستخدم 1 كيلو وات. ويبلغ متوسط ​​استهلاك الطاقة الكهربائية في منزل واحد في الولايات المتحدة حوالي 1 كيلو وات. ^[ii]

تتلقى مساحة سطحية قدرها متر مربع واحد على الأرض عادةً حوالي كيلو وات واحد من ضوء الشمس من الشمس ( الإشعاع الشمسي ) (في يوم صافٍ في منتصف النهار، بالقرب من خط الاستواء). ^[17]

ميغاواط

تنتج أو تدعم العديد من الأحداث أو الآلات تحويل الطاقة على هذا النطاق، بما في ذلك المحركات الكهربائية الكبيرة؛ والسفن الحربية الكبيرة مثل حاملات الطائرات والطرادات والغواصات؛ ومزارع الخوادم الكبيرة أو مراكز البيانات ؛ وبعض معدات البحث العلمي، مثل المصادمات الفائقة ، ونبضات خرج الليزر الكبيرة جدًا. قد يستخدم مبنى سكني أو تجاري كبير عدة ميغاواط في الطاقة الكهربائية والحرارة. على السكك الحديدية، عادةً ما يكون للقاطرات الكهربائية الحديثة عالية الطاقة خرج طاقة ذروة يبلغ5 أو 6 ميجاوات ، بينما ينتج البعض أكثر من ذلك بكثير. على سبيل المثال، يستخدم Eurostar e300 أكثر من12 ميجاوات ، في حين تنتج وتستخدم قاطرات الديزل الكهربائية الثقيلة عادةً3 و 5 ميجاوات . تبلغ سعة محطات الطاقة النووية في الولايات المتحدة الصافية في الصيف ما بين حوالي500 و 1300 ميجاوات . ^{[18] : 84–101}

أقدم ذكر للميجا وات في قاموس أوكسفورد الإنجليزي هو إشارة في قاموس ويبستر الدولي للغة الإنجليزية لعام 1900. يذكر قاموس أوكسفورد الإنجليزي أيضًا أن الميجا وات ظهر في مقال بتاريخ 28 نوفمبر 1947 في مجلة ساينس (506:2) .

جيجاوات

الجيجاواط هو متوسط ​​الطاقة النموذجي لمدينة صناعية يبلغ عدد سكانها مليون نسمة وهو أيضًا ناتج محطة طاقة كبيرة. وبالتالي تُستخدم وحدة الجيجاواط في محطات الطاقة الكبيرة وشبكات الطاقة . على سبيل المثال، بحلول نهاية عام 2010، كان من المتوقع أن يزداد نقص الطاقة في مقاطعة شانشي الصينية إلى 5-6 جيجاواط ^[19] وكانت القدرة المركبة لطاقة الرياح في ألمانيا 25.8 جيجاواط. ^[20] أكبر وحدة (من أصل أربع) في محطة الطاقة النووية البلجيكية دول لديها ذروة إنتاج تبلغ 1.04 جيجاواط. ^[21] تم بناء محولات التيار المستمر عالي الجهد بقدرات تصل إلى 2 جيجاواط. ^[22]

تيراواط

كانت الطاقة الأولية التي استخدمها البشر في جميع أنحاء العالم حوالي 160.000 تيراواط في الساعة في عام 2019، وهو ما يتوافق مع متوسط ​​استهلاك مستمر للطاقة يبلغ 18 تيراواط في ذلك العام. ^{[23] تنبعث من} الأرض نفسها 47 ± 2 تيراواط، ^[24] أقل بكثير من الطاقة المستلمة من الإشعاع الشمسي. أنتجت أقوى أشعة الليزر من منتصف الستينيات إلى منتصف التسعينيات الطاقة بالتيراواط، ولكن لفترات نانوثانية فقط . يبلغ متوسط ​​​​ضربة البرق ذروتها عند 1 تيراواط، لكن هذه الضربات لا تستمر إلا لمدة 30 ميكروثانية .

بيتاوات

يمكن إنتاج بيتا وات من الجيل الحالي من الليزر لفترات زمنية في حدود البيكو ثانية. أحد هذه الليزرات هو ليزر نوفا الخاص بـ لورانس ليفرمور ، والذي حقق خرج طاقة يبلغ 1.25 باكليت وات من خلال عملية تسمى تضخيم النبضات المزعجة . كانت مدة النبضة تقريبًا 0.5  باكليت وات ، مما أعطى طاقة إجمالية تبلغ 600 جول. ^[25] مثال آخر هو الليزر لتجارب الاشتعال السريع (LFEX) في معهد هندسة الليزر (ILE)، جامعة أوساكا ، والذي حقق خرج طاقة يبلغ 2 باكليت وات لمدة تقارب 1  باكليت وات . ^{[26] [27]}

بناءً على متوسط ​​إجمالي الإشعاع الشمسي البالغ 1.361 كيلو وات/م ² ، ^[28] فإن إجمالي طاقة ضوء الشمس التي تضرب الغلاف الجوي للأرض تقدر بنحو 174 بيكاو وات. بلغ متوسط ​​معدل الاحتباس الحراري العالمي على الكوكب، والذي يقاس على أنه اختلال توازن طاقة الأرض ، حوالي 0.5 بيكاو وات (0.3% من الطاقة الشمسية الواردة) بحلول عام 2019. ^[29]

يوتاوات

تبلغ الطاقة الصادرة من الشمس 382.8 واط، أي حوالي 2 مليار مرة من الطاقة المقدرة للوصول إلى الغلاف الجوي للأرض. ^[30]

في صناعة الطاقة الكهربائية ، يشير ميغاواط كهربائي ( MWe ^[31] أو MW _e ) ^[32] بالاتفاق إلى الطاقة الكهربائية التي ينتجها مولد، بينما يشير ميغاواط حراري أو ميغاواط حراري ^[33] (MWt، MW _t ، أو MWth، MW _th ) إلى الطاقة الحرارية التي ينتجها المصنع. على سبيل المثال، تستخدم محطة الطاقة النووية Embalse في الأرجنتين مفاعل انشطار لتوليد 2109 ميغاواط _t (أي حرارة)، مما يخلق بخارًا لتشغيل توربين، والذي يولد 648 ميغاواط _e (أي كهرباء). تُستخدم أحيانًا بادئات SI أخرى ، على سبيل المثال جيجاواط كهربائي (GW _e ). يذكر المكتب الدولي للأوزان والمقاييس ، الذي يحافظ على معيار SI، أنه لا ينبغي إرفاق مزيد من المعلومات حول الكمية برمز الوحدة ولكن بدلاً من ذلك برمز الكمية (على سبيل المثال، P _th = 270 W بدلاً من P = 270 W _th ) وبالتالي فإن رموز الوحدة هذه ليست تابعة للنظام الدولي للوحدات. ^[34] امتثالاً للنظام الدولي للوحدات، تستخدم شركة الطاقة Ørsted A/S وحدة ميغاواط للطاقة الكهربائية المنتجة ووحدة ميغاجول مكافئة في الثانية للطاقة الحرارية الموردة في محطة توليد الطاقة والحرارة المشتركة مثل محطة توليد الطاقة Avedøre . ^[35]

عند وصف التيار الكهربائي المتناوب، يتم التمييز بين الواط والفولت أمبير . في حين أن هذه الوحدات متكافئة بالنسبة للدوائر المقاومة البسيطة ، إلا أنها تختلف عندما تظهر الأحمال مفاعلة كهربائية .

عادة ما تبلغ محطات الراديو عن قوة أجهزة الإرسال الخاصة بها بوحدات الواط، في إشارة إلى القدرة المشعة الفعالة . يشير هذا إلى القدرة التي يحتاجها هوائي ثنائي القطب نصف الموجة لإشعاعها لتتناسب مع شدة الفص الرئيسي لجهاز الإرسال .

ترتبط مصطلحا القدرة والطاقة ارتباطًا وثيقًا ولكنهما كميتان فيزيائيتان مختلفتان. القدرة هي المعدل الذي يتم به توليد الطاقة أو استهلاكها، وبالتالي يتم قياسها بوحدات (مثل الواط) تمثل الطاقة لكل وحدة زمنية .

على سبيل المثال، عند تشغيل مصباح كهربائي بقوة 100 واط لمدة ساعة واحدة ، تكون الطاقة المستخدمة 100 واط في الساعة (W·h)، أو 0.1 كيلو واط في الساعة، أو 360  كيلو جول . نفس كمية الطاقة هذه ستضيء مصباحًا بقوة 40 واط لمدة 2.5 ساعة، أو مصباحًا بقوة 50 واط لمدة ساعتين.

يتم تصنيف محطات الطاقة باستخدام وحدات الطاقة، وعادة ما تكون ميغاواط أو جيجاواط (على سبيل المثال، تم تصنيف سد الخوانق الثلاثة في الصين بحوالي 22 جيجاواط). وهذا يعكس أقصى إنتاج للطاقة يمكن أن تحققه في أي وقت. ومع ذلك، يتم تسجيل إنتاج الطاقة السنوي لمحطة الطاقة باستخدام وحدات الطاقة (وليس الطاقة)، ​​وعادة ما تكون جيجاواط ساعة. غالبًا ما يتم التعبير عن الإنتاج أو الاستهلاك الرئيسي للطاقة على أنه تيراواط ساعة لفترة معينة؛ غالبًا سنة تقويمية أو سنة مالية. تعادل تيراواط ساعة واحدة من الطاقة توصيل طاقة مستدامة بمقدار تيراواط واحد لمدة ساعة واحدة، أو ما يقرب من 114 ميجاواط لفترة سنة واحدة:

قوة الإخراج = الطاقة / الوقت

1 تيراواط ساعة في السنة =1 × 10 ¹²  واط/ساعة / (365 يومًا × 24 ساعة في اليوم) ≈ 114 مليون واط،

ما يعادل حوالي 114 ميغاواط من إنتاج الطاقة الثابتة.

الواط الثانية هي وحدة قياس الطاقة، تساوي الجول . كيلو واط ساعة يساوي 3,600,000 واط ثانية.

في حين أن الواط في الساعة هو وحدة لمعدل تغير الطاقة مع الوقت، ^[iii] ليس من الصحيح الإشارة إلى الواط (أو الواط في الساعة) على أنه واط في الساعة. ^[36]

• ميزان الكيبل (المعروف سابقًا باسم ميزان الواط)
• القدرة الإسمية (الطاقة الكهروضوئية)
• مبادرة واط واحد
• عامل القدرة
• الثابت الشمسي
• عوامل تحويل القدرة الكهربائية
• الواطمتر المقياس الواطي

• الوسائط المتعلقة بـ Watt في ويكيميديا ​​كومنز
• تعريف كلمة واط في القاموس على ويكاموس
• بورفون، جيرارد. "تاريخ الوحدات الكهربائية".
• نيلسون، روبرت أ. (فبراير 2000). النظام الدولي للوحدات: تاريخه واستخدامه في العلوم والصناعة. عبر الأقمار الصناعية. دورات ATI.